立式环缝自动焊接机虚拟设计
基于ROBOTSTUDIO的龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配
基于ROBOTSTUDIO的龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配简介近年来，随着工业自动化的不断发展，焊接机器人在制造业中得到了广泛应用。
传统的龙门焊接机器人通常需要在实际生产环境中进行编程和调试，这样会占用大量的时间和资源。
为了提高生产效率和降低成本，离线编程和虚拟装配成为了焊接机器人领域研究的热点。
本文将介绍基于ROBOTSTUDIO的龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配方法，以及其中的优势和应用。
ROBOTSTUDIO简介ROBOTSTUDIO是ABB公司推出的专业机器人离线编程软件，它可以用于模拟、优化和调试机器人系统，提供灵活的离线编程能力。
通过ROBOTSTUDIO，用户可以在计算机上进行机器人系统的设计、仿真和调试工作，减少了将机器人带入实际生产环境进行编程和调试的时间和成本。
ROBOTSTUDIO支持各种类型的机器人，包括龙门焊接机器人。
它提供了直观的用户界面和强大的功能，使用户能够轻松地完成离线编程和虚拟装配工作。
离线编程的优势离线编程是指在计算机上进行机器人程序的编写和调试，而不是在实际生产环境中。
离线编程具有以下几个优势：1.节省时间和成本：离线编程可以在计算机上进行，无需将机器人带入实际生产环境，因此可以节省大量的时间和成本。
2.提高安全性：离线编程可以在虚拟环境中进行，避免了在实际生产环境中进行编程时可能出现的安全风险。
3.提高生产效率：离线编程可以在不中断实际生产的情况下进行，可以在机器人实际操作之前进行优化和调试，从而提高生产效率。
4.便于修改和优化：离线编程可以随时进行修改和优化，无需将机器人带入实际生产环境，操作更加灵活方便。
龙门焊接机器人的离线编程及虚拟装配步骤步骤1：模型导入在ROBOTSTUDIO中，首先需要导入龙门焊接机器人的模型。
可以通过导入CAD文件或手动创建模型来完成这一步骤。
导入模型后，需要对模型进行正确的设置，包括定义关节坐标、工具和工件坐标等。
步骤2：程序编写在ROBOTSTUDIO中，可以使用ABB提供的RoboGuide语言进行程序编写。
机械毕业设计-立式环缝自动焊接机虚拟设计（含全套CAD图纸）
毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目立式环缝自动焊接机虚拟设计2、专题二、课题来源及选题依据气电立焊是 80 年代发展起来的一种熔化极气体保护电弧垂直对 接焊方法，采用药芯焊丝作熔化极，用能自动控制的上升系统带动焊 枪进行连续焊接， 在水冷滑块的强制成型作用下以 CO2 气体保护实现 单面焊双面一次成型。
过去我国对气电立焊的设备主要依赖进口，并被广泛应用于石油 天然气的储油罐建设这些设备，虽然性能良好但价格昂贵，国内一些 中小企业无力购买，受进口设备和国内药芯焊丝技术不过关的制约， 其应用范围和发展受到限制。
所以，开发拥有我国自主知识产权的气 电立焊设备，以解决困扰我国众多企业的焊接问题，成为当务之急。
在开发气电立焊设备的过程中，如果在设计初告段落时采用计算 机虚拟技术进行运动仿真，将使产品设计更为可靠。
采用计算机虚拟 技术， 将使得设计者在产品制造出来前即能看到产品的装配信息和运 行状态，并能检测装配干涉，预先测得重要的运动参数，以便与设计 要求进行对比， 提高了设计可靠性， 缩短产品的设计周期。
由此可知， 采用计算机运动仿真， 将对气电立焊设备的设计开发产生重要的积极 影响。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：本课题要求根据任务书完 成立式环缝自动焊接机虚拟设计。
这个课题能充分体现专业知识，对 虚拟设计能力有较强锻炼。
通过本课题的研究，我们需要达到的要求 有：①熟悉气电立焊的国内外历史及其发展前景；②正确合理分析理解气电立焊原理、特点及其工艺特点和设备知识；③了解立式环缝自动焊接机主要零部件的特点及作用；④充分理解，明白各个零部件的位置及作用；⑤对于虚拟设计， 能够掌握各个部分的设计原则以及合理分析各因素 对设计的影响；⑥熟练运用 Pro/ENGINEER 软件。
四、接受任务学生：机械 94 班 姓名祝 灏五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12日 至 2013年 5月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名签名签名 教研室主任〕 签名 〔 学科组组长研究所所长系主任 签名2012 年 11月 12 日摘 要气电立焊是由普通熔化极气体保护焊和电渣焊发展而形成的一种熔化极气体保护电 弧焊方法,焊接效率及焊接质量均较高,主要应用于船舶的外壳板的中厚板焊接，也可应用 于相应尺寸的桥梁箱式梁腹板及大型储罐侧板的中厚板的焊接。
第三代虚拟焊接综合仿真实训系统方案
7.1.7
可将学员列表中的自由设备添加到自己的教学组。可以修改登录密码、设置公差等级的具体参数。
7
可以向虚拟焊接设备发送任务；查看课程信息、任务信息、学生信息和成绩；对教师进行管理；分配虚拟焊接设备设备。管理员分为七个部分：设备监控、课程设计、任务设计、教师管理、学生管理、成绩管理和系统设置。
26)虚拟焊接仿真实训系统可在不浪费昂贵耗材的情况下，多次进行同一项训练。
27)系统配备视景眼镜，在不需要真实焊材和环境的情况下，可在视野中看到模拟的焊接作业环境和焊接效果，如焊接电弧、火花飞溅以及焊液从生成、流动到冷却的过程，并听到相应的声音，产生强烈的身临其境之感。
28)使用焊接模拟培训系统，任何焊接动作所对应的参数都能被跟踪、记录，学员可回放焊接过程；通过演练过程中参数的不同变化来对学员的焊接动作规范及焊接质量进行精确地分析，这些信息能由服务器进行处理，归档，便于对学员的学习过程进行跟踪。
8)
多层多道演练
支持三种焊接方法的多层多道演练
9)
教学辅助
工艺参数考核、智能专家帮助提示、焊接过程回放、观摩系统、焊接过程立体渲染
6
1)该系统适用于多种焊接类型，可模拟三种不同的焊机，其中包含：二氧化碳保护焊、焊条电弧焊、TIG氩弧焊。
2)该系统可进行多角度、全位置焊接演练。通过更换焊件，可模拟多种不同的焊接方式，例如平焊、立焊、横焊、仰焊等；适用于对接、T接等接头形式。
3
虚拟焊接系统的特点：
1、系统采用AR技术进行焊枪和工件的追踪，成本更低。
2、系统采用虚实交互的AR技术方式，相对于纯粹的虚拟现实交互，沉浸感更强。
3、系统整体设计相对体积小，方便移动便携。方便扩展到工业试焊领域。
数控环缝自动焊接机设计
[ 2]陈锡剑．二氧化碳保护焊在油车罐体焊接中的应用[ J ]．专用汽车， 20 02( 4) ：3 2—33．
[ 3] 郑招强，卢泽杰， 李子君．混凝土搅拌车筒体非等角对数螺旋 线 的探讨 [J ] ．建筑机 械，2009(6上) ：65—67．
[ 4] 裴志军．混凝土搅拌车搅拌筒叶片螺旋线的探讨[ J ] ．建筑机械， 2007( 5上) ：54—59．
4结论 通过研究，可得到如下结论： ( 1) 本文建立应用的搅拌罐螺旋叶片数学模 型
以及实体模型，可为叶片性能分析与优化设计、生 产制造提供依据。
( 2) 该焊接设备对复杂轨迹焊接的自动化具 有 重要意义 ，可作为其他类 似自动焊接设备的 借鉴。
( 3) 该设备的研制成功，对于改善工人劳动 环 境，提高生产效率与质量意义重大。
[ 5] 郑招 强．基于PR0 ，E的混凝土 搅拌车螺旋叶 片三维造型[ J ] ．专 用汽 车，2009( 10) ：44_46．
[ 6] 曹俊芳，蒋力培， 孙亚玲．管道全位置焊接机器人机械系统研 制 [ J]． 电焊 机， 2006，36(12) ：l O—12．
[ 7] Namkug Ku，Ju·hwa n Ch a，KyLl —Yeul ke，et a1 ．Dev eI o pment of a mo bi l e wel di ng mbot f or dou bl e- hul l s t nl ct ur es i n shi pbui l di ng[ J] ． J 0umal of Ma r i ne Sc i e nce and 7r ec hn0109y ，20l O， 15( 4) ： 374—38 5．
机械设备中各种筒体轴体的环形焊缝有许多如传动轴车桥液压油缸推杆活塞杆压力容器水箱管接头法兰消声器储气筒空压机等环形焊缝现大都采用手工焊接急需开发一种自动焊接设备目前国内环缝自动焊接机已有但大都采用plc控制技术控制程序对用户不开放人机界面交互性差缺乏用户二次开发的功能
基于DSP的自动环缝焊机控制系统设计
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ＨＵＡＮＧ ｏ ． ＺＨＥＮＧ ’ ＳＵＮ Ｘｉ ｎ ． ｕ ’ Ｗ ＡＮＧ ｕ ’ ＺＨＡＯ ａ ． ａ ’ Ｂ ’ － Ｇｅ 一 ａ ｇｇ ｏ－ 一 Ｃｈ ｎ 一 Ｘｉ ｎ ｄ ｎ ｔ
（． １ 过程装备与控制工程 四川省高校重点实验室 ，自贡 ６ ３ ０ ； ４ ０ ０
２ 四川理工学院 机械工程学 院 。自贡 ６ ３ ０ ） ． ４ ０ ０ 摘 要 ：针 对环焊缝焊机 自动化程度 较低的现状 ，设计了基于 Ｄ Ｐ Ｓ 的自动环缝 焊机。通过 对环焊缝特 性 的分析 ，以焊头到圆心连 线与重力方 向的夹角 ０ 为依 据 ，实现小 车行走速度和 送丝速度的
道 转动 的办法 来使 熔池一 直处 于平 焊位置 ，则 劳动 强 度较大 、生产效 率低 、对工 人技 术熟练 水平 要求 高 。若 采用进 口 自动焊机 ，虽然能 在一定程 度 满足 工艺要 求 ，提 高 自动化程 度和 生产 效率 ，但设 备 昂 贵 ，关 键配 件 易损坏 ，维修 不 方便 】 对这 一现 。针 状 ，设 计 了基 于 ＤＳ Ｐ的 自动 环 焊 缝焊 机 ，能 自动 调 节 小车 和 送 丝速 度 ，实 现 了管 道 全位 置 自动 焊 ， 同时 具 有数 据 采 集 和 Ｌ Ｄ 显 示功 能 ，对 于 提 高焊 Ｃ
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ ０ ．０ ．（ ） ３ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ － １４ ２ １ ６ 下 ．１ ０ ｓ ３ ２
０ 引言
随 着 我 国制 造 业 技 术 的飞 速 发 展 ，焊 接 作 为 项 重要 的加工 工艺 ，应 用越来 越广 泛 。在 西气 东 输工 程 中 ，输气 管道 作为 一个重 要部 件 ，对 于焊 接
ＤＳ Ｐ控 制 系统 负 责 整 个焊 机 的 系统 控 制 ，是 焊 机 的 控 制 核 心 ， 同 时 包 括 采 集 速 度 、电 流 、 电 压 、 角 度 等信 息 ，将 数 据 在 Ｌ Ｄ上 实 时 显示 ，并 自动 Ｃ
电子行业--自动模拟焊接设备设计(DOC 45页)
目录工学院自动模拟焊接设备设计………………………………………………………吕敏轴套塑料模具设计…………………………………………………………屈斌阀体蜡模模具设计……………………………………………………林瑞永微机控制超低速运动下降杆设计…………………………………………孙国浩基于遗传算法的车间调度方法…………………………………………黄颂志虚拟企业的作业模型构建及其业务流程设计……………………………陈局电脑的造型设计…………………………………………………………毛盈欢工业电熨斗的造型设计…………………………………………………张丽娜弹性板中的表面波分析…………………………………………………潘俏俏作者：吕敏指导教师：周嵘摘要：本论文是对毕业设计——自动模拟焊接设备设计所采用的方案以及所使用的硬件、软件技术和所能达到的效果的描述。
自动模拟焊接设备在动力上采用气动的方式，接近开关提供反馈信号，采用可编程控制器（PLC）实现总的控制。
自动模拟焊接设备能实现手动送料，自动分配焊接机焊接，然后机械手自动地将已加工完毕的工件运走的一系列连续的动作。
自动模拟焊接设备是一套教学设备，能帮助学生学习气动技术，学习可编程控制器（PLC）的使用及传感技术。
关键词：可编程控制器，气动技术，接近开关1、绪论随着时代的进步，社会的发展，气动技术和可编程控制器在工业上的运用越来越广泛。
作为机械专业的学生，学习气动知识和可编程控制知识是必须的，但我们缺少将两者组合在一起使用，形成一个完整的系统的学习。
自动模拟焊接设备是一套教学设备，将气动知识与可编程控制知识综合起来，有助于学习气动技术和可编程控制的相关知识。
自动模拟焊接设备的原理及方法亦能适用于实际生产的系统，它能提高生产效率，而且由于驱动采用气动方式，故几乎不对环境造成污染，因此对于实际生产也有很大的意义。
2、方案设计2.1 硬件部分自动模拟焊接设备是一个完整的系统，包含了动力、执行、检测、控制等部分，由不同的元件来实现各个部分的功能，达到预期的效果。
氩弧立式接头自动环缝焊接机[实用新型专利]
![氩弧立式接头自动环缝焊接机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e835cbae69eae009591bec26.png)
专利名称：氩弧立式接头自动环缝焊接机专利类型：实用新型专利
发明人：吴林明,王有江
申请号：CN201320121563.7
申请日：20130315
公开号：CN203076770U
公开日：
20130724
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型的目的是提供氩弧立式接头自动环缝焊接机，通过精确设置的多种参数，能自动完成环缝焊接，且在焊接过程中自动进填料，降低使用需求，提高加工精度。
为达到所述效果，本实用新型包括安装在加工工位架中的立式环缝焊主机，加工工位架一侧设有控制面板，所述立式环缝焊主机通过提升机固定在加工工位架顶部的下方，所述立式环缝焊主机一侧设有自动填料机，立式环缝焊主机下方设有用于固定待焊接工件的夹具。
由于采用了所述技术方案，本实用新型通过自动填料机对立式环缝焊主机进行自动填料，同时在提升机作用下立式环缝焊主机上的焊枪下降到工作位，进行焊接，焊接完成后焊枪自动提升回位。
整个过程自动完成，精确而高效。
申请人：嵊州市三灵机械有限公司
地址：312400 浙江省绍兴市嵊州市三江工业区江四路8号
国籍：CN
代理机构：杭州华鼎知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：胡根良
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一种新型冰箱压缩机环缝自动焊机设计
二、PLC 控制系统设计 自动环缝焊机采用 PLC 为控制系统，主要包括定位装 置、驱动装置和焊接装置部分。通过 PLC 控制系统协调这几 部分的工作，从而实现焊接。采用横焊工艺、工件旋转、焊枪 固定（ 相对） 的焊接方式。在焊接开始前，通过气缸带到焊枪 水平和垂直 移 动，使 焊 枪 到 达 指 定 位 置，然 后 工 件 旋 转、下 枪、焊接、工件停止旋转、提枪、卸料，一个循环完成。 （ 一） 硬件系统设计。根据工艺要求和控制特点，整个系 统的输入信号为均为数字量，输出负载信号数字量和模拟量 （ 分负载信号和指示信号） ，另外焊接车间生产环境较为恶 劣，因此 选 用 了 抗 十 扰 性 强、可 靠 性 高、适 用 性 广 的 三 菱 FX2N 系列 PLC 作为控制核心，型号为 FX2N － 32MR，其输入 点为 16 点、输出点为 16 点，输出类型为继电器输出，可满足 通断交流或直流负载。PLC 的输入输出分配表如表 1 所示。
表 1 PLC 输入输出分配表
PLC 输入部分
PLC 输出部分
输入端子
说明
输出端子
说明
X0
手动按钮
Y0
旋转电机
X1
自动按钮
Y1
焊机电源
X2
启动按钮
Y2
摆动电机
X3
停止按钮
Y3
水平气缸
X4
急停按钮
Y4
垂直气缸
Y5
焊枪开关
焊接加工过程所需要的焊接电源和相应的转台机构都 有直接的控制接口，可以通过接口电路接至 PLC 输出点。控 制系统可对起弧、息弧、焊接等过程进行控制。
一、整体结构 冰箱压缩机的上壳体与下壳体套接处有一条环形接缝。 在焊接过程中，壳体在转盘上绕轴中心旋转，焊枪保持不动， 焊枪位置与水平面保持 45°角。整个焊接采用 PLC 为控制核 心，包括机械系统，电 气 系 统，气 控 系 统 等 部 分，其 中 机 械 系 统自行设计了特殊的集定位与夹紧于一体的夹紧装置，其定 位精度高，夹紧可靠，能确保上下壳间焊缝的焊接质量。电 气系统采用可编 程 控 器 控 制，利 用 梯 形 图 编 写 了 控 制 程 序， 使设备具有断气断水断丝等各种功能； 气控系统将管式阀改 制成板式连接阀，使气动系统管路简化，结构紧凑。并且采 用精密导向气缸，保证了下枪的精度。 技术要求： 额定电压 380 V（ 三相） ； 额定功率 54 kW； 气 源压力 0． 5 MPa。 主要技术参数： 焊接速度 3 ～ 10 mm / s； 生产节拍 30 件 / h （ 焊接速度 7 mm / s） ； 承载焊接电流 300 A； 工件最大 质 量 60kg； 三维微调有效行程 120mm × 120mm × 100 mm； 下枪行 程 200 mm。
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最后，我们进行了机构运动虚拟设计。把各个零部件通过装配模块组装成一个完整的机构后，在PRO/E中直接启动机构运动分析模块，定义机构中的连接，设置伺服电机，分析运行机构，观察机构的整体运动轨迹和各零件之间的相对运动，进行运动仿真举例，最终能将机构运动录制成JPEG格式的动画。
④充分理解，明白各个零部件的位置及作用；
⑤对于虚拟设计，能够掌握各个部分的设计原则以及合理分析各因素对设计的影响；
⑥熟练运用Pro/ENGINEER软件。
四、接受任务学生：
班姓名
五、开始及完成日期：
自2012年11月12日至2013年5月25日
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师签名究所所长〕签名
系主任签名
2012年11月12日
摘
气电立焊是由普通熔化极气体保护焊和电渣焊发展而形成的一种熔化极气体保护电弧焊方法,焊接效率及焊接质量均较高,主要应用于船舶的外壳板的中厚板焊接，也可应用于相应尺寸的桥梁箱式梁腹板及大型储罐侧板的中厚板的焊接。为了提高快速响应能力，必须实现快速虚拟设计。
Secondly, we completed the three-dimensional modeling of wire rod. In addition, in order to deal with various kinds of gear transmission, we specializes in the development of gear parametric modeling method of PRO\/E, the parametric modeling of gear. Comprehensive use of PRO\/ENGINEER software, CAXA software, AUTOCAD software, we completed the creation of three-dimensional model of bearing. With the family table function parts of PRO\/E, we completed the three-dimensional modeling of many standard parts, such as bearings, bolts, gaskets, nut etc..
毕业设计论文任务书
一、题目及专题：
1、题目立式环缝自动焊接机虚拟设计
2、专题
二、课题来源及选题依据
气电立焊是80年代发展起来的一种熔化极气体保护电弧垂直对接焊方法，采用药芯焊丝作熔化极，用能自动控制的上升系统带动焊枪进行连续焊接，在水冷滑块的强制成型作用下以CO2气体保护实现单面焊双面一次成型。
过去我国对气电立焊的设备主要依赖进口，并被广泛应用于石油天然气的储油罐建设这些设备，虽然性能良好但价格昂贵，国内一些中小企业无力购买，受进口设备和国内药芯焊丝技术不过关的制约，其应用范围和发展受到限制。所以，开发拥有我国自主知识产权的气电立焊设备，以解决困扰我国众多企业的焊接问题，成为当务之急。
关键词：气电立焊；三维建模；虚拟设计；仿真
A
Electro-gas welding is a kind of melting by the ordinary gas metal arc welding and electro-slag welding development and the formation of polar gas shielded arc welding method, welding efficiency and welding quality is high, thick plate welding of the shell plate is mainly applied to the ship, but also can be applied to the corresponding size of bridge box girder webs and large storage tank side welding of plate. In order to improve the rapid response capability, to achieve rapid virtual design.
在开发气电立焊设备的过程中，如果在设计初告段落时采用计算机虚拟技术进行运动仿真，将使产品设计更为可靠。采用计算机虚拟技术，将使得设计者在产品制造出来前即能看到产品的装配信息和运行状态，并能检测装配干涉，预先测得重要的运动参数，以便与设计要求进行对比，提高了设计可靠性，缩短产品的设计周期。由此可知，采用计算机运动仿真，将对气电立焊设备的设计开发产生重要的积极影响。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：本课题要求根据任务书完成立式环缝自动焊接机虚拟设计。这个课题能充分体现专业知识，对虚拟设计能力有较强锻炼。通过本课题的研究，我们需要达到的要求有：
①熟悉气电立焊的国内外历史及其发展前景；
②正确合理分析理解气电立焊原理、特点及其工艺特点和设备知识；
③了解立式环缝自动焊接机主要零部件的特点及作用；
本论文首先介绍了气电立焊机，包括它的原理、特点、工艺特点，并介绍了其设备和用途，详细介绍了船体气电自动立焊机。
其次，我们完成了丝杆的三维建模。另外，为了应对繁多的齿轮传动，我们专门开发了PRO/E参数化齿轮建模方法，完成了参数化齿轮建模。综合运用PRO/ENGINEER软件、CAXA软件、AUTOCAD软件，我们完成了轴承三维模型的创建。利用PRO/E的零件族表功能，我们完成了大量标准件的三维建模，诸如轴承、螺栓、垫片、螺帽等等。
This paper firstly introduces the electro-gas welding machine, including the principle, characteristics, its process characteristics, and introduces the equipment and use, details of the ship body electric automatic vertical welding machine.